Project/Area Number |
22K04440
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
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Research Institution | Kindai University |
Principal Investigator |
道岡 武信 近畿大学, 理工学部, 教授 (20371370)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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Keywords | 都市環境 / 乱流 / 数値シミュレーション / 乱流構造 / ガス拡散 |
Outline of Research at the Start |
都市内の乱流には大規模な構造があることが次第にわかってきており、この大規模乱流構造は街区内の汚染物質拡散に大きな影響を与える可能性が高い。しかしながら、その大規模構造は非常に複雑であるため、現在まで詳細な乱流構造を正確には捉えきれていない。近年、非常に大量のデータで次元削減することなどにより、乱流の特徴量を抽出できることが可能なデータ解析手法が提案されてきており、これらのデータ解析手法を適用して街区内の大規模乱流構造を明らかにする。また、その大規模乱流構造が汚染物質を街区外へ放出するメカニズムの解明を目指す。
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Outline of Annual Research Achievements |
都市内には大規模な乱流構造が存在しており、街区内からの大気汚染物質の排出などに大きく寄与する。そのため、都市内の空気環境の改善を検討するにはその詳細な乱流構造を明らかにする必要があると考えられる。しかしながら、その大規模構造は非常に複雑であり、現在までにその詳細な構造を捉えることまでには至っていない。近年、乱流変動場に固有直交分解(POD)を適用することにより、大規模な乱流構造を抽出できる可能性があることが明らかになりつつあり、PODは有力な方法として注目されている。 そこで、本年度は単純化された立方体ブロックを直列配列で配置した場合の流れ場を対象に詳細数値シミュレーション(Large-eddy simulation)を実行し、そこから得られた乱流データをもとにPODを実施することにより、立方体ブロック(建物)周りの乱流変動の構造を抽出することを試みた。その結果、建物高さ0.25倍の水平断面において、ブロック高さの6倍程度の長さの乱流構造が流れ方向に並んで出現することがわかった。その構造はその高さにおける主流方向速度変動のエネルギースペクトルのピーク周波数に対応する空間構造となっており、PODにより適切に乱流構造が捉えられていることも明らかになった。また,その乱流構造はブロック間のスパン方向の流れと連動していることが明らかになった。本研究により、理想的な配置ではあるが建物周りの乱流の空間構造をPODにより適切に抽出できることが明らかになったため、次年度以降に様々な建物周りでの乱流の空間構造の抽出が可能となる。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は計画通りに、PODを実行できるプログラムを自作して、理想的な建物周りの乱流構造をPODにより抽出できることを明らかにした。また、動的モード分解(DMD)を実行できるプログラムも作成できたため、今後、DMDでも乱流構造の抽出を試みる。
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Strategy for Future Research Activity |
次年度の研究は実施計画通りに、今年度実施できてきなかったDMDでの建物周りの乱流構造の抽出も試みる。また、立方体ブロックに対して、建物高さが2倍、建物幅が2倍の長方形ブロックにおいても同様な解析を実施することにより、建物高さおよび幅が建物周囲の乱流構造に及ぼす影響を詳細に検討する予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)